化工仪表的自动控制与管理策略.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：裴明艳（1978），女，汉族，山西运城人，本科学历，山西焦化基建管理部，中级职称，研究方向为自控控制。-34-化工仪表的自动控制与管理策略 裴明艳 山西焦化基建管理部，山西 临汾 041606 摘要：摘要：当前各化工企业逐步转型了现代化生产模式，在该模式下各企业配备了多种类型的化工仪表，这些仪表的功能多样，能为化工生产提供有效保障。但为提高化工仪表的可靠性，各化工企业需将仪表的自动控制及管理作为重点，积极采用现代化控制及管理技术，构建科学的化工仪表自动控制及管理机制。未来化工企业需注重仪表的管理与控制，发挥仪表在生产中的作用。基于此，文章首先分析了化工仪表的种类，探究了自动控制技术，指出了管理措施，以期为实际工作提供参考与借鉴。关键词：关键词：化工仪表；自动控制；管理策略 中图分类号：中图分类号：TQ056 技术进步的过程中我国的化工行业迈入了全新的发展阶段，在化工生产中为合理监测各项指标，需利用多种专业化仪表。由于化工生产对仪表的依赖性大大增强，各企业除了要依据自身的生产特点科学配备化工仪表外，还需要做好仪表的管理及控制，以降低仪表故障，提高仪表利用率。许多企业在化工仪表的控制中采用了多种自动控制技术，这些技术可方便仪表的调配、故障识别、维护保养。未来化工企业需继续增大在仪表自动控制及管理中的投入，保持技术先进性、管理科学性。1 化工仪表的常见类型 1.1 压力仪表 化工企业中的压力仪表负责监测压力参数，以掌握压力变化，如弹性压力、液柱压力，以压力变化为参考调整生产方式、管理策略。化工企业对压力仪表有严格的配备、操作要求，一些化工企业采用的是液压缸压力计，部分采用的是活塞式压力计1。随着技术的进步，一些化工企业研发了压力传感器、压力传递器，在生产期间这些专业化设备可将物理量转化为气压，转化为计算机可识别的数据格式，实现自动化、精准化控制。焦化行业的生产中对压力参数有严格规定，如压力参数超出限值，必将引发生产事故。目前许多焦化企业都配备了多个压力仪表，该仪表可自动监测压力。比如某焦化企业的生产系统中，鼓风机吸入压力的控制难度大，如单纯采用传统的人工控制方式，可能出现时间延迟，影响控制精度及效果。目前为保障煤气吸力稳定，将集气管压力控制在温度状态下，保障鼓风机后续工段的压力参数符合标准，有关人员设计了自动化控制模式，所构建的自动化系统能依据采集到的数据，自动调节鼓风机的转速或者风机入口的蝶阀。压力信号可取自初冷器入口，引入 DCS，由 DCS 输出 4-20mA 信号实现自动控制目标。1.2 温度仪表 化工企业的生产任务中常常需控制温度参数，一些特殊情况下如有超温情况，还将伴随着较大的安全风险，引发生产事故。目前为实现温度监测，化工企业需配备温度仪表，以精准采集温度数据。温度仪表的监测原理为：通过热阻感知温度，由温度仪表中的感应模块采集温度信息并最终显示。焦化企业中的炼焦炉加热控制中，在现场指定位置需配备温度仪表。传统的 PID 及串级控制技术下很难精准控制炼焦炉的加热温度，当下可采用多变量模糊控制及动态神经网络建模技术，在系统运行期间自动调节煤气流量、焦测、机测烟道吸力，以将焦测、机测的直行温度控制在正常标准。1.3 物位仪表 物位计属于专业化仪表，在化工企业中利用此类仪表可测定液体、固体粒子表面的水平情况。在利用物位仪表时主要需关注测量方法、测量对象、仪器操作等，以得到相对准确的测定结果。目前市场上包含多种物位仪表，在选择液位计时，有关人员还需要分析压力、温度等影响。悬浮子液位计严禁用在介质温中国科技期刊数据库 工业 A-35-度超 250的情况；雷达液位计在固定顶罐、浮顶罐、球形罐的原油、成品油、液化石油气等介质的液位测量中。2 化工仪表的自动控制技术 2.1 自动检修技术 由于化工仪表在企业、行业中的重要性，企业面对化工仪表需做好检修工作，以解决仪表的各类故障。信息时代到来后，一些大型化工企业在仪表检修方面利用了自动化技术。将信息技术、自动控制技术相结合后，化工企业可建立仪表自动检修系统，该系统中包含多个模块，其中针对每一种化工仪表的检修任务，都设定了关于检修方式、周期、检修范围等程序2。当仪表自动检修系统投入使用后，可将此系统与化工企业的仪表建立联系，在有需要的情况下系统自动启动检修程序，检修每一种化工仪表。2.2 程序化控制技术 化工仪表的自动控制中，程序化控制技术为重点技术，此技术以计算机信息技术为前提，具备功能、速度等优势。程序化控制技术不同于传统的人工控制方式，通过计算机编程即可达到高效、精确控制的目标。有关人员需依据化工仪表的控制目标、对象等需求，合理设定控制程序。程序化控制技术具有以下特点：为自动化、智能化控制；配备专业软件，赋予软件多种控制功能。2.3 人机界面控制技术 现阶段许多大型化工企业在化工仪表的控制中都采用了自动化技术，这一类技术的优势明显。人机界面控制技术下的控制效率高，可构建现代化控制模式，在控制期间保持人与仪表的互动，并同步显示控制结果。人机界面控制技术下虽有自动化控制的部分，但在后台控制室中依旧保持旧有的控制方式，为一对一管理模式，这种控制方式下效率较低，效果不佳，即使获取了仪表数据，处理速率偏低3。为此，化工企业可将控制室分散对应多种装置，将 LDC 和 CRT 显示作为关键，重新配备设备，以简化控制流程，使监控系统实时监控化工生产环境中的各类仪表，并在人机界面进行显示及交互。2.4 分散式生产控制技术 分散生产控制技术具有自动化特点，如在化工企业可依据自身情况建立科学的分散控制模式，创造良好的生产及控制条件，保持控制的灵活性。现阶段许多化工企业都采用了分散控制技术，该技术在化工仪表的控制方面具有效率、灵活性等优势，但所建立的控制系统需定期更新，以保障系统功能的全面性和先进性。在信息时代下为凸显分散控制的技术特点，相关人员需将该技术与网络信息、POC 化工系统技术等高度结合，以通过分散控制解决化工仪表运行中的各种问题，保障仪表的计量精度。2.5 现场总线控制技术 现场总线控制技术为信息时代下的产物，此技术在生产领域的应用范围广、效果好。在化工仪表的自动控制中现场总线控制技术的可操作性强，不仅具备全数字化特点，还能保持互操作，能够与化工生产现场的全部仪表、设备、控制器相连接。当下许多企业在化工仪表方面都采用了现场总线控制技术，此技术下化工仪表的整体性能显著提高，再加上技术本身的特点，现场仪表、设备等均可高效运行，能为生产提供有效保障。另外，现场总线控制系统具有分散性作用，将总线与各类化工仪表相连接后，电线总数大大减少，无论是日常的检修维修还是故障排查，工作量少、操作便捷。与此同时，不需要配备 I/O 板、CPU板和隔离放大器，只需要遵循统一的标准配备化工仪表，即可做到随插随用，仅由一条总线控制全部的仪表。2.6 智能传感技术 智能理论下的传感技术逐步被应用到了各个方面。基于化工生产的特殊性，在控制化工设备时可采用智能传感技术，具体的工作中有关人员需根据生产场所中化工仪表的配置情况，在恰当的位置安装传感器，如温度、压力、湿度等传感器，利用传感器完成智能感知，再与控制系统建立关联，在采集到相应的信息后实现调节与控制。2.7 远程监控技术 在化工仪表的原有控制模式下，控制过程受时间及地点的影响较大。而在信息时代下远程监控可改变这一情况，通过建立远程控制系统，有关人员可随时随地掌握每种化工仪表的运行情况，控制过程可突破时间、地点等的限制。化工企业在利用远程监控技术控制仪表时，应进一步优化系统构成，配备各种先进中国科技期刊数据库 工业 A-36-的控制终端设备及服务器，以确保系统有极强的采集、存储、分析数据的能力。2.8 电磁干扰技术 化工生产现场的环境复杂，在化工仪表运行期间可能遭遇诸多干扰，影响仪表的显示结果。为着力解决这些问题，各化工企业在实际的工作中需考虑电磁因素对仪表的干扰，采用电磁干扰技术，配备抗干扰设备，以阻断干扰源，为仪表运行创造良好的条件。3 化工仪表的管理策略 3.1 建立健全管理制度 化工仪表的种类繁多，每种设备都有其特殊的功能及作用。为在生产中发挥仪表的作用，有关人员必须做好仪表管理工作，采用先进的管理理念及方法，实现全过程、全方位管理。一些化工企业在仪表管理中经常存在管理漏洞，影响了仪表的正常使用。为此，相关部门需根据行业内对仪表管理的要求，并总结企业的仪表使用及管理经验，逐步建立科学且合理的管理制度，在该制度中清晰规定化工仪表的管理方法、内容、流程、责任划分等，确保各部门、岗位人员可严格执行此制度，按照制度要求管理各类化工仪表4。如在管理制度中应清晰规定各类化工仪表的操作细则、维护保养要求等，以制度形式督促各部门高质量、规范化安排各项管理工作。3.2 加大自动化投入力度 当前我国进入了信息时代，自动化技术的应用范围显著扩大，在此技术趋势下各化工企业在管理仪表时需转变理念、方式，构建现代化管理模式，用技术取代人工管理。原先的技术落后，化工企业在仪表管理中分配了大量的管理人员，这些人员需发挥其专业优势，以切实做好各项管理任务。但人工管理化工仪表的方式下，管理效率低且需要投入大量的人力资源。为此，当前化工企业在管理仪表时需增大投入，尝试采用自动化管理技术，按照自动化管理的要求，配备多种现代化设备及设施，由这些设备辅助管理，提高管理效率，减少人工投入。3.3 优化修正误差功能 当前市场上的化工仪表种类增多，每种仪表都有各自的适用条件。一些仪表的精度较低，在生产中难以获得高精度的数据，影响了实际生产。当前随着化工企业中仪表的不可或缺性，有关人员需根据仪表运行中的情况，在仪表中采用新技术，确保仪表具有修正误差的功能。即使化工投入使用后获取了相应的数据，也能自动根据需求修正误差，以测得高精度结果，使化工企业相关人员可依据仪表测定结果开展相应的工作。一般来说，为保障仪表具有更强的误差修正功能，需要改善原有仪表的微处理器，变更其结构，保障该处理器有更强的数据处理能力，最后将仪表与企业的自动化控制系统相连接，由仪表监测相应的生产数据。3.4 落实维护保养措施 化工仪表在长时间使用的过程中可能因积灰等出现测量精度偏低等问题，为避免这些问题，在实际的工作中相关人员需定期、不定期进行维护保养。维护保养能及时发现化工仪表的潜在故障或者安全隐患，在最短的时间内恢复仪表使用。但化工企业内的仪表种类多，每种仪表的维护保养要求各有不同，相关人员需根据企业中的仪表类型，制定完善的维护保养制度，规定每一种仪表的维护保养方法、要求，督促相关人员以制度规定完成仪表的维护保养任务，降低仪表故障率。3.5 建立仪表自动化管理系统 时代进步的过程中，化工企业在管理仪表时需有全新的管理理念、方法与技术，以提高管理效率及水平。为此，化工企业应紧跟新时代下的发展要求，引入信息技术，建立仪表自动化管理系统，将该系统与各种化工仪表建立关联，使仪表在工作期间自动化管理系统能实时采集数据，将仪表数据整合到系统中，由系统的数据库进行存储，后续在有需要的情况下直接从数据库中调取数据5。另外，自动化管理系统能合理分析仪表数据，从中发现仪表运行中的问题，在发现仪表数据异常时及时发送声光报警，提醒相关人员注意处理实际问题。另外，化工企业各部门通过仪表自动化管理系统，还能共享数据，真正发挥仪表数据的作用。3.6 提高人员素质及能力 在管理化工仪表时，管理人员的专业素质及能力也是需关注的重点方面。一些化工企业在长期的工作中管理化工仪表的人员素质较低，他们未掌握全新的管理理念和技术，也不熟悉现代化仪表的工作原理，中国科技期刊数据库 工业 A-37-这些都影响了仪表的正常运行。为此，化工企业需做好人才培训工作，定期、不定期组织仪表管理人员的培训，向他们传授各类化工仪表运行、操作、维护保养等方面的专业知识，并要引导这些人员熟悉仪表管理中的新理念、新技术与新方法，保障他们在岗位上发挥专业优势。为提高培训水平，在企业中需构建科学且合理的培训制度，在其中清晰表明针对不同岗位人员的培训内容、方法、形式，保障有关部门以制度为参考，组织更具针对性的培训活动。在实际的培训过程中应包含理论讲解、实践活动，且需涉及线上及线下两种培训模式，在每次的培训结束后都应组织严格考核，以评估岗位人员的学习效果。4 结束语 化工仪表为化工企业中的重要生产要素。在当下化工生产规模持续扩大的过程中，化工仪表的重要性越发突出。各化工企业需做好化工仪表的调配、管理工作，积极推广自动控制技术，并创新管理理念及方法，构建现代化管理体系。参考文献 1赵晓娟,祁超.自动化控制技术在石油化工仪表中的运用J.化工设计通讯,2022,48(10):82-84.2曹石婧.石油化工仪表自动化控制系统的相关讨论J.中国设备工程,2022(14):129-131.3薛丽英,张宝栋.石油化工仪表中的自动化控制技术研究J.石化技术,2021,28(12):55-56.4李建华,杨家鑫.化工生产中自动化仪表与控制系统的现状及发展分析J.化工管理,2020(23):135-136.5王超然,化工自动化仪表及控制系统智能化J.设备管理与维修,2021(14):89-90.